[發(fā)明專(zhuān)利]用于變頻三相電機(jī)的正弦波濾波器設(shè)計(jì)方法、裝置和設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011314125.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112600207A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周德佳;王飛彪;張海鋒;劉犇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 賽騰機(jī)電科技（常州）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/01
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/01
• 代理公司: 北京知呱呱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 孫志一

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了用于變頻三相電機(jī)的正弦波濾波器設(shè)計(jì)方法、裝置和設(shè)備，該方法包括：根據(jù)目標(biāo)變頻三相電機(jī)的額定相電壓有效值、額定相電流有效值和額定電壓角頻率得到正弦波濾波器中的三相電抗器中的每相電感值；根據(jù)所述目標(biāo)變頻三相電機(jī)的額定有功功率、額定相電壓有效值和額定電壓角頻率得到所述正弦波濾波器中三相電容中的每相電容值，所述三相電容采用星接方式與三相電抗器的輸出端并聯(lián)；設(shè)定所述三相電抗器的鐵芯磁密處于第一預(yù)設(shè)取值區(qū)間，并設(shè)定所述三相電抗器的鐵芯硅鋼片的厚度處于第二預(yù)設(shè)取值區(qū)間。本發(fā)明既能避免三相電抗器因鐵磁諧振引起的過(guò)電壓，又能大大降低高次諧波引起的渦流損耗使正弦波濾波器長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)低溫升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于變頻三相電機(jī)的正弦波濾波器設(shè)計(jì)方法、裝置和設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來(lái)，變頻器廣泛應(yīng)用于三相電動(dòng)機(jī)調(diào)速，達(dá)到了節(jié)能、提高生產(chǎn)效率和系統(tǒng)性能的目的，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的設(shè)備，但是變頻器帶來(lái)巨大工業(yè)利益的同時(shí)也伴隨著帶來(lái)了許多問(wèn)題，其中最明顯的就是損傷所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。變頻電機(jī)的生命力普遍不如工頻電力直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，如變頻電機(jī)的繞組絕緣經(jīng)常被脈沖高電壓擊穿、電機(jī)的軸承損壞，這些都是由于變頻器在工作過(guò)程中將工頻三相交流電壓整流成直流電壓，然后將直流電壓通過(guò)算法轉(zhuǎn)變成一系列脈沖電壓導(dǎo)致的。特別是對(duì)于變頻器與電機(jī)電纜連接較長(zhǎng)(一般大于50米)，或潛水電機(jī)除連接電纜較長(zhǎng)外還因?yàn)殡姍C(jī)內(nèi)部充電液本身導(dǎo)電率就很高，等等原因，會(huì)在電機(jī)端部或電機(jī)內(nèi)部繞組匝間或相間產(chǎn)生局部的高電壓，從而經(jīng)常擊穿電機(jī)繞組的絕緣。

現(xiàn)代工業(yè)中有時(shí)會(huì)見(jiàn)到在變頻器與三相異步電機(jī)之間串接一個(gè)正弦波濾波器，達(dá)到降低變頻器輸出存在瞬間高電壓以及脈沖沿上升時(shí)間過(guò)快的問(wèn)題。但是正弦波濾波器輸出電壓總諧波畸變率較高，一般超過(guò)百分之八，有時(shí)達(dá)到百分之十幾，且普遍存在溫升過(guò)高的問(wèn)題，一般超過(guò)40K。正弦波濾波器安裝現(xiàn)場(chǎng)需要有良好的通風(fēng)，否則會(huì)造成環(huán)境溫度過(guò)高，從而影響周邊電器設(shè)備運(yùn)行的安全。如果不應(yīng)用正弦波濾波器將會(huì)造成電機(jī)絕緣繞組經(jīng)常擊穿，需要耗費(fèi)大量的人力、物力成本，從市場(chǎng)上購(gòu)置的正弦波濾波器諧波畸變率高。

如何使正弦波濾波器低溫升，延長(zhǎng)變頻用三相電機(jī)的使用壽命，降低三相電機(jī)的維護(hù)成本，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供用于變頻三相電機(jī)的正弦波濾波器設(shè)計(jì)方法、裝置和設(shè)備，用以解決現(xiàn)有用于變頻三相電機(jī)的正弦波濾波器溫升高的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量創(chuàng)造性的勞動(dòng)得出了本發(fā)明實(shí)施例的如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于變頻三相電機(jī)的正弦波濾波器設(shè)計(jì)方法，包括：

根據(jù)目標(biāo)變頻三相電機(jī)的額定相電壓有效值、額定相電流有效值和額定電壓角頻率得到正弦波濾波器中的三相電抗器中的每相電感值；

根據(jù)所述目標(biāo)變頻三相電機(jī)的額定有功功率、額定相電壓有效值和額定電壓角頻率得到所述正弦波濾波器中三相電容中的每相電容值，所述三相電容采用星接方式與三相電抗器的輸出端并聯(lián)；

設(shè)定所述三相電抗器的鐵芯磁密處于第一預(yù)設(shè)取值區(qū)間，并設(shè)定所述三相電抗器的鐵芯硅鋼片的厚度處于第二預(yù)設(shè)取值區(qū)間。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)以下公式得到所述正弦波濾波器中三相電抗器中的每相電感值：

其中，L為所述正弦波濾波器中三相電抗器中的每相電感值，U為所述三相電機(jī)的額定相電壓有效值，I為所述三相電機(jī)的額定相電流有效值，ω為所述三相電機(jī)額定電壓角頻率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)以下公式得到所述正弦波濾波器中三相電容中的每相電容值：

其中，C為所述正弦波濾波器中的三相電容中的每相電容值，P為所述三相電機(jī)的額定有功功率。